虚拟仪器技术的手机无线充电模块性能测试系统设计[160515228602778]

摘 要以往的手工定位所得到的测试数据精度低，且对位速度较慢，已不满足相应的产品生产要求，因此对于精确对位设备的需求日益加大。本课题以无线充电模块与测试线圈的精准对位及数据测试作为研究目标，基于虚拟仪器技术设计了一款基于虚拟仪器技术的手机无线充电模块性能测试系统，该系统以工业控制计算机为核心，配合网线通讯接口、数据采集卡，结合凌华运动控制卡、凌华压力采集卡、输入输出卡、LCR测试仪器、工业相机、伺服控制、步进控制、气缸等硬件，采用LabVIEW 软件开发平台实现对自动对位设备的运动控制，通过网线通讯接口连接对位系统和相机，相机拍摄物料，通过计算对物料位置进行补偿，之后通过LCR测试相应数据。所设计的软件具有良好的人机交互式界面，用户通过该界面可以准确地进行相关操作，并精确的调整物料位置使物料与测试模组进行对位，测出准确数据。实际应用表明，该系统可以在产品上实现精准对位测试 ，测试数据较传统手工测试更为稳定精确，满足了现代工业生产的要求。
目录
1.绪论 1
1.1课题研究的背景与意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3课题研究的主要内容 2
1.4章节安排 3
2.系统总体方案设计 5
2.1 产品介绍和设计需求分析 5
2.1.1 无线充电模块性能测试系统的介绍 5
2.1.2 分析系统需求 5
2.2 总体系统方案设计 5
2.2.1 总体设计方案 6
2.2.2 系统总体结构 7
3.硬件选型与设计 9
3.1 ADLINK PCI8254/8258运动控制卡 9
3.2 ADLINK PCI9112数据采集卡 13
3.3 LCR测试仪 14
3.4 压力传感器 14
3.5 回旋气缸 14
3.6 光电式传感器 15
3.7 伺服电机 16
3.8 工业CCD相机 16
3.9 扫码枪 17
3.10 系统硬件接线原理图 1 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: #351916072# 
7
4.系统软件设计与功能实现 22
4.1 软件总体框架 22
4.2 软件前面板设计 23
4.3系统程序框图 26
4.3.1 系统初始化软件设计 27
4.3.2 CCD相机拍照补偿模块 29
4.3.3 料盘点位计算 31
5.设备硬件调试及结果分析 33
5.1 硬件调试 33
5.2 软件调试 34
5.3 运行结果分析 34
5.4设备调试结果 36
5.4.1 重复性测试GR&R 36
5.4.2 相关性测试Correlation 37
6.总结与展望 39
6.1 总结 39
6.2未来的发展 40
7.对环境及社会可持续发展的影响 41
参考文献 42
致谢 43
1.绪论
1.1课题研究的背景与意义
在今天，手机等通讯设备不断普及，市场不断扩大，在市场需求增加的同时，人们也越来越注重其功能及安全等参数。而手机是一个由数以万记的微小零部件组成的复杂电路系统，其中每一个零部件的质量必然影响着其整体的性能和安全系数，所以手机生产过程中的各个部件的性能测试是零部件生产中必不可少的一个核心环节。
本课题拟基于虚拟仪器技术设计一款手机无线充电模块的自动对位测试系统。该系统集成了伺服电机、气缸、运动控制、机器视觉等现代自动化测量与控制系统可大大提高检测效率。该系统通过虚拟仪器技术实现对手机无线充电模块各项指标进行自动化检测，利用康耐视COGNEX DMR260Q0120固定式读码器进行产品代码读取，利用Basler ace相机对物料进行定位检测，并用E4980Al LCR对物料模块的数据进行采集，LCR测试仪能准确并稳定地测定各种各样的元件参数，主要是用来测试电感、电容、电阻的测试仪。传统检测治具对位精度不高，且效率偏低，在对位检测过程中存在将产品损坏及沾污等风险，不满足自动化生产过程中快速，高效的需求。该设备因其全自动的流程设计，大大加快了物料的检测效率，既避免了手动操作给物料带来的影响，也大大减少了人力的投入。
1.2 国内外研究现状
自动对位设备的研制欧美国家长期处于领先地位，在电子行业的快速发展中，其对电子产品的组装速度及质量要求越来越高，对于对位设备的需求日益增大。在国外，自动对位设备一直在硬件结构及软件功能等方面遥遥领先。在加上机器人技术的发展，这项技术在许多行业中得到了广泛的应用市场潜力巨大。
在国内，一开始的物料检测与测量都是通过手工操作来完成的，物料偏转位置和压力都是有人工决定，没有一个明确的标准，这样不仅消耗了巨大的劳动力，而且对位精度、对位的质量都特别低。自动对位设备在我国的发展较晚。随着中国的工业发展越来越好，自动对位设备厂家如雨后春笋般在中国成长发展。
近些年来，我国才慢慢开始有了自动化厂家开始研发自动对位及测试的相关设备。在发展前期，只有少数自动化行业厂家生产自动对位设备。后来随着国家的不断发展，开始有相关企业对自动对位系统进行深入探究，并且开始研制生产极具创造性的自动对位测试系统。
刁仁满在《基于CCD视觉系统高精度贴合设计》[1]中讲解了他所设计的一套高精度对位贴合系统。其采用的是运动控制器与工业相机的结合控制，通过机器视觉系统来采集图像，然后由图像处理单元进行数据分析计算，同时通过RS232通信协议传输结果，最后由PLC控制器来实现XYU三轴的运动，完成对位贴合动作，在不断的实验验证后，最终完成了贴合设备的高精度控制。
张振亚在《基于机器视觉的平板电脑LCD对位贴合系统设计与开发》[2]一文中介绍到，他们团队所研发的自动对位贴合机是采用LabVIEW开发平台，搭配平板电脑和伺服系统。文中的自动贴合机基于运动控制技术，而且还运用了机器视觉基本理论。该自动对位贴合机具有低廉的价格，便于理解的电路，便捷的设备保养方法，稳定系统运行等特点，在市场上竞争优势明显。
通过对有关参考文献的研究与学习，相关领域内各位工程师的研究成果对本课题的系统设计提供了巨大的参考与帮助。本课题研究采用了虚拟仪器技术，结合运动控制技术，设计研发了一款能实现快速准确的自动对位设备，对企业的发展有巨大的促进推动作用，而且对我国生产的电子产品质量能够起到较大的提升作用，为现代化工业发展尽到绵薄之力。
1.3课题研究的主要内容
该课题设计的基于虚拟仪器技术的手机无线充电模块性能测试系统，以工业控制计算机为核心，结合凌华PCI8254/8258轴卡，PCI9112数据采集卡，海康威视工业相机，西门子步进电机及伺服电机，气缸、光电传感器等硬件，结合NI LabVIEW开发平台来完成对手机无线充电模块性能测试系统设备的运动控制，以软硬件结合的方式，实现测试线圈的精准对位。对于测试数据异常的线圈要进行剔除分类并对其数据进行分析，本课题研究内容主要有：

原文链接：http://www.jxszl.com/jsj/wlw/82797.html